棉机织物退煮漂一浴工艺

2017-05-30曹机良曹毅闫凯王海朋

现代纺织技术 2017年5期

曹机良　曹毅　闫凯　王海朋

摘要：采用新型助剂对棉机织物进行一浴前处理，研究了温度、碱用量、过氧化氢漂白活化剂4（2癸酰基氧乙氧基羰基氧）苯磺酸钠（DECOBS）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、植酸钠及处理时间对棉机织物前处理效果的影响。测试了处理后织物的白度、毛效、强力以及失重率。实验得出最佳工艺为：十二烷基苯磺酸钠5 g/L，氢氧化钠10 g/L，DECOBS 1 g/L，过氧化氢（30%）15 g/L，植酸钠2 g/L，温度90 ℃，保温60 min。最佳工艺处理后的织物性能：白度89.4，毛效12.7（cm/30 min），失重率13.0%。

关键词：棉机织物；前处理；一浴；活化剂

中图分类号：TS192.2

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2017）05-0052-05

Abstract：New auxiliaries were used for onebath pretreatment of cotton woven fabrics. The influence of temperature， amount of alkaline，hydrogen peroxide， bleaching activator 4（2capryl oxygen oxethyl ketonic oxygen）（DECOBS）， sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS）， sodium phytate and treatment duration on pretreatment effect on cotton woven fabrics was studied. The whiteness， capillary effect， strength， and weight loss ratio of 5 g/L treated fabrics were tested. The optimum process conditions obtained via experiment were： sodium dodecyl benzene sulfonate， 10 g/L sodium hydroxide，1 g/L DECOBS， 15 g/L hydrogen peroxide （30%）， 2 g/L sodium phytate， temperature of 90 ℃， and heat preservation duration of 60 min. The properties of fabrics treated under the optimum process conditions are： whiteness of 89.4， capillary effect of 12.7 （cm/30min）， and weight loss rate of 13.0%.

Key words：cotton woven fabric； pretreatment； onebath； activator

棉機织物退浆、煮练和漂白是其染色或印花前必须经历的工序[12]，主要目的是去除棉纤维的天然杂质和纺织过程中所施加的浆料及沾上的油污[34]，使织物充分发挥其优良品质，具有洁白、柔软和良好的渗透性[56]。当前常规棉机织物在卷染机上进行退浆、煮练和漂白加工可以采用二浴二步法或一浴法进行加工，二浴法工艺较为成熟，处理织物的各方面性能较为稳定[78]，一浴法工艺流程短、生产效率高，但去杂效果不如二浴二步法[910]。不过在企业追求节能减排的今天，一浴法仍是研究的热点。近年来，对于棉机织物退煮漂工艺的研究集中在超声法、汽蒸法、堆置汽蒸法的开发[1112]，退煮漂助剂集中于非硅型助剂、特殊氧化物等的研究[1314]，而对于棉织物浸渍法前处理的工艺及助剂研究较少。

本实验在棉机织物一浴前处理体系中加入能与过氧化物反应形成氧化能力更强的过氧酸的漂白活化剂4（2癸酰基氧乙氧基羰基氧）苯磺酸钠（DECOBS），试图降低其漂白温度，DECOBS同时还有表面活性基团，属于脂肪族阴离子表面活性剂，具有优良的表面活性性能。探究棉机织物一浴法退煮漂助剂配方和工艺，以实现绿色低温氧漂一浴前处理，缩短工艺流程，降低能耗、水耗，提高生产效率。

1试验部分

1.1试验材料

织物：棉机织坯布（市售），9.7 tex×9.7 tex，524×394根/10 cm。

化学品：活化剂DECOBS（工业品）、植酸钠（工业品）、氢氧化钠（分析纯）、过氧化氢（30%，分析纯）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS，分析纯）、碳酸钠（分析纯）、渗透剂JFC（工业品）。

1.2前处理方法

织物2 g，DECOBS x1 g/L、植酸钠x2 g/L、氢氧化钠x3 g/L、过氧化氢（30%）x4 g/L、十二烷基苯磺酸钠x5 g/L，浴比1∶50，30 ℃投入织物，以2 ℃/min升温至T ℃，保温t min。处理后冷水洗、热水洗，然后于80 ℃烘干，105 ℃烘燥120 min后置于干燥器中平衡后称重，测试性能。

1.3测试方法

失重率：取未经任何处理的织物绝对干燥称重，记为W0，然后将处理后的织物在烘箱内烘到绝对干燥称重，记为W1，则织物的失重率：

失重率/%=W0-W1W0×100

白度：采用PN48B型白度计测试ISO白度，每块布样叠成4层，分别取不同的部位测量6次，取6次数据的平均值作为最终数据。

毛效：采用YG（B）871型毛细管效应测定仪测试30 min织物的毛效。

强力：按照GB/T 3923.1—1997《纺织品织物拉伸性能第Ⅰ部分：断裂强力和断裂伸长的测定：条样法》测试。

2结果与讨论

2.1氢氧化钠用量对棉机织物性能的影响

DECOBS 4 g/L、植酸钠2 g/L、过氧化氢15 g/L、十二烷基苯磺酸钠5 g/L、不同用量氢氧化钠处理，80、90 ℃或100 ℃保温60 min，测试织物性能如表1所示。从表1可知，随着氢氧化钠质量浓度的增加，织物的白度先增加后平缓降低，其中100 ℃条件下处理后的织物白度最低，90 ℃时织物白度最好。这是因为适量的氢氧化钠对双氧水的分解有一定的促进作用，但氢氧化钠用量过高时双氧水的无效分解大大加速，不利于棉织物的漂白。从表1还可知，随着氢氧化钠质量浓度的增加，织物的毛效快速增加到最大值后又缓慢减小，增加和减小的幅度都不是很大，其中100 ℃下织物毛效最好，80、90 ℃毛效变化基本一致相差不大。这是因为氢氧化钠的加入有利于棉织物上浆料的溶胀和天然杂质的去除，使织物毛效增加。从表1可知，织物失重率随着氢氧化钠质量浓度的增加而逐渐升高，其中，100 ℃下处理织物失重率最高，90 ℃次之，80 ℃处理后织物失重率最低。说明过高的温度和较大的氢氧化钠用量都能使棉织物受到损伤而使失重率过高。综合白度、毛效和失重率3个因素，选择氢氧化钠质量浓度10 g/L，温度90 ℃为宜。

2.2十二烷基苯磺酸钠用量对棉机织物性能的影响

DECOBS 4 g/L、植酸钠2 g/L、氢氧化钠10 g/L、过氧化氢15 g/L、不同用量十二烷基苯磺酸钠90 ℃保温处理60 min，测试织物性能如表2所示。从表2可知，随着精炼剂十二烷基苯磺酸钠用量的增加，棉机织物的毛效迅速增加，在质量浓度为6 g/L时已经接近最大值，这是因为十二烷基苯磺酸钠作为精炼剂能有效去除棉织物上的油脂、蜡质等疏水性杂质，从而提高织物的毛效。随着十二烷基苯磺酸钠用量的增加白度增加，这是因为棉织物上的天然色素影响白度外，油脂、蜡质、果胶等也会影响织物白度，而十二烷基苯磺酸钠能有效去除棉织物的天然杂质提高织物的白度。但十二烷基苯磺酸钠对织物失重率的影响并不明显，这是由于氢氧化钠用量一定的条件下，占据失重率最大部分的浆料的去除程度基本一致，故失重率变化较小。综合考虑各个方面影响，选择十二烷基苯磺酸钠质量浓度5 g/L。

2.3过氧化氢用量对棉机织物性能的影响

DECOBS 4 g/L、植酸钠2 g/L、氢氧化钠10 g/L、十二烷基苯磺酸钠5 g/L，不同用量过氧化氢90 ℃保温处理60 min，织物性能测试如表3所示。从表3可知，随着双氧水用量的增加，织物白度增加，当用量超过15 g/L之后，白度增加的趋势开始减慢。由双氧水分解产生HOO-等有效成分与DECOBS发生SN2亲核取代反应生成具有漂白能力的活性物质，另外实验可以看出过氧化氢对煮漂效果起着至关重要的作用，当生成有效漂白成分的速率高于漂白反应的速率时，织物的白度将不再增加。从表3可知，随着过氧化氢用量的增加，织物毛效稍有提高。这是因为随着过氧化氢用量的增加，织物上更多的色素被去除，可以提高织物的毛效。从表3还可知，随着过氧化氢用量的增加，织物的失重率有小幅增加，这与过氧化氢对色素和其他杂质的去除有关。综合考虑各个方面，过氧化氢用量选择15 g/L。

2.4DECOBS用量对棉机织物性能的影响

植酸钠2 g/L、氢氧化钠10 g/L、过氧化氢15 g/L、十二烷基苯磺酸钠5 g/L、不同用量DECOBS 90 ℃保温处理60 min，测试织物性能如表4所示。从表4可知，棉机织物的白度随着DECOBS用量的增加先增加后减小，白度提高是因为DECOBS与双氧水反应生成氧化性更强的过氧酸，而白度降低是由于DECOBS溶解后为淡黄色，加入过量会使织物上的淡黄色难以洗除，从而使得织物的白度降低。从表4可知，随着DECOBS用量的增加，织物的毛效并无明显增加，当质量浓度大于4 g/L时织物毛效快速下降。由于过量的DECOBS与HOO-发生亲核反应，生成了大量不具有表面活性的产物吸附在织物表面，从而出现了用量过多时，织物毛效呈现迅速降低的趋势。从表4还可知，随着DECOBS用量的增加织物的失重率总体保持平稳。综合考虑各个方面，DECOBS的最佳用量为1 g/L。

2.5植酸钠用量对棉机织物性能的影响

DECOBS 1 g/L、氢氧化钠10 g/L、过氧化氢15 g/L、十二烷基苯磺酸钠5 g/L，不同用量植酸钠90 ℃保温处理60 min，测试织物性能如表5所示。从表5可知，随着植酸钠用量的增加棉织物的白度先增加后降低，这是因为植酸钠是一种重要的纯天然绿色添加剂，与金属离子有极强的络合，采用植酸钠作为稳定剂，可防止过氧化氢无效分解，从而提高棉织物的白度，但过量的植酸钠会抑制双氧水的有效分解，从而降低织物的白度。从表5还可以看出植酸钠对棉机织物的毛效和失重率影响并不大，因此植酸钠质量浓度选择2 g/L。

2.6处理时间对棉机织物性能的影响

DECOBS 1 g/L、植酸钠2 g/L、氢氧化钠10 g/L、过氧化氢15 g/L、十二烷基苯磺酸钠5 g/L，90 ℃保温不同时间，测试织物性能如表6所示。从表6可知，随着处理时间的延长，织物白度迅速增加，当织物在90 ℃保温处理60 min左右后，织物的白度不再发生明显变化。由于处理时间的增加可以使过氧化氢分解的有效产物充分发挥作用，从而有效的增加织物白度。在最高温度保温时，随时间的延长，有效成分不断减少，最终织物白度不再发生变化。从表6可知，随着处理时间的增加，织物毛效在较短的时间内快速增加，当织物90 ℃保溫处理60 min后，织物的毛效基本上保持不变。从表6还可知，当处理时间为10或20 min时，织物的白度、毛效、失重率相对均较低，这是因为在这个处理时间内，织物的处理温度仅为50或70 ℃，且处理时间短，织物上的杂质很难得到有效去除。随着处理时间的增加，织物的失重率呈现波动上升趋势，当织物90 ℃保温处理60 min后，织物失重率基本不再变化，这是由于随着时间的延长，纤维发生充分溶胀，各种助剂与纤维不断地发生反应，使得织物的失重率不断升高，从表6可得最佳处理时间为90 ℃保温60 min。

2.7温度对棉机织物性能的影响

DECOBS 1 g/L、植酸钠2 g/L、氢氧化钠10 g/L、过氧化氢15 g/L、十二烷基苯磺酸钠5 g/L，不同温度保温60 min，测试织物性能如表7所示。从表7可知，隨着温度的升高，织物的白度、毛效及失重率不断升高，在90 ℃时都达到最佳值，随着温度不断的增加，达到90 ℃之后，织物的白度与毛效有所下降。这是由于温度过高，过氧化氢快速无效分解，使得织物的白度和毛效产生下降趋势。故在满足实际要求的情况下，织物处理温度可定为90 ℃。

2.8与传统前处理工艺对比

采用本实验的最佳工艺，与传统前处理退、煮漂二浴二步工艺，退煮、漂二浴二步工艺，退煮漂三浴三步工艺（处方见表8）比较，结果如表9所示。由表9可知，退煮漂一浴工艺在90 ℃处理后织物毛效略低于二浴或三浴法，但毛效达到12 cm/30 min，满足染整加工要求；退煮漂一浴织物90 ℃处理后的失重率与常规工艺相近；退煮漂一浴处理后织物的强力略高于二浴工艺，但远高于三浴工艺，说明一浴工艺织物损伤较小。

3结论

a）试验探究得出棉机织物一浴前处理最佳处方工艺为：十二烷基苯磺酸钠质量浓度5 g/L，氢氧化钠质量浓度10 g/L，DECOBS质量浓度 1 g/L，过氧化氢（30%）质量浓度15 g/L，植酸钠质量浓度2 g/L，温度90 ℃，时间60 min。

b）采用新型复配助剂处理后的棉机织物在白度、毛效、失重率、强力损伤等方面与传统工艺十分接近，表明新型复配助剂的适宜使用，可以实现棉织物退煮漂一浴处理。

c）新型复配助剂符合节能减排的生态理念，且有效的降低了生产成本，提高了生产效率。

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